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category:
- Java企业级开发
tag:
- Maven
shortTitle: Maven
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# 终于把项目构建神器Maven捋清楚了~
今天来给大家介绍一款项目构建神器——Maven,不仅能帮我们自动化构建,还能够抽象构建过程,提供构建任务实现;它跨平台,对外提供了一致的操作接口,这一切足以使它成为优秀的、流行的构建工具,从此以后,再也不用担心项目搞崩了。
总结一下 Maven 的优点,主要有以下 3 点:
- **依赖管理**:Maven 能帮助我们解决软件包依赖的管理问题,不再需要提交大量的 jar 包、引入第三方库;
- **规范目录结构**:Maven 标准的目录结构有助于项目构建的标准化,通过配置 profile 还可以根据不同的环境(开发环境、测试环境,生产环境)读取不同的配置文件;
- **方便集成**:能够集成在 IDE 中更方便使用。
### 一、安装 Maven
由于 JDK 是 Maven 安装的前置条件,所以请使用 `java -version` 确认是否已经安装了 JDK:

我本人使用的是 macOS,所以可以有两种安装方式,**一种官网下载,手动安装;一种直接使用 brew 一键安装**。
我们先介绍*官网下载,手动安装*,该方式同样适用于 Windows 系统,差别可参照 Maven 官网安装教程:
>[http://maven.apache.org/install.html](http://maven.apache.org/install.html)
1)**一种官网下载,手动安装**
第一步,去官网下载 Maven 安装包:
>官网地址:[http://maven.apache.org/download.cgi](http://maven.apache.org/download.cgi)

很多初学者在官网下载的时候不知道选哪一个,这里做一下简单的介绍。
- bin(binary)代表由 Java 源文件编译后的二进制 class 文件,src(source)代表Java 源文件。
- 一般情况下,选择 bin 文件进行安装就 OK 了;如果你想自己编译,可选 src 版本。
- tar.gz 压缩格式适用于 Unix 操作系统,zip 适用于 Windows 操作系统;但不是绝对的。
第二步,解压下载的安装包,复制该路径:

- bin 目录:该包含了 Maven 运行的所有脚本,用来配置 Java 命令,准备执行环境,然后执行 Java 命令。
- boot 目录:该目录只包含了一个 plexus-classworlds-xxx-jar 文件,该文件是一个类加载器框架,相当于默认的 Java 类加载器,提供了更加丰富的语法以便配置,Maven 使用该加载器加载自己的类库。
- **conf 目录**:该目录包含了一个非常重要的文件 settings.xml。可以直接修改该文件,用来全局定制 Maven 的行为;也可以复制该文件到 `~/.m2/` 目录下(~表示用户目录),修改该文件可以在用户范围内定制 Maven 的行为。
- lib 目录:该目录包含了Maven运行时所需要的 Java 类库,包括Maven 依赖的第三方类库,比如 slf4j-api.jar。

第三步,配置环境变量
打开终端,输入 `vim ~/.bash_profile` 命令打开 bash_profile 文件:

bash_profile 文件用于配置环境变量和启动程序,详细介绍可参照:
>[https://www.cnblogs.com/kevingrace/p/8072860.html](https://www.cnblogs.com/kevingrace/p/8072860.html)
在文件中添加设置环境变量的命令:
```
export M2_HOME=/Users/maweiqing/cmower/save/apache-maven-3.8.3
export PATH=${PATH}:${M2_HOME}/bin
```

保存后退出,可以执行 `source ~/.bash_profile` 使配置生效:

第四步,查看配置是否生效
输入 `mvn -v` 命令,如果输出以下内容,表示配置成功:

如未生效,可再开一个终端窗口尝试 `mvn -v` 命令。
**2)brew 一键安装**
第一步,使用 `brew install maven` 命令一键安装,并自动配置环境变量
第二步,使用 `mvn -v` 命令查看版本
**3)jenv 管理 JDK 和 Maven 版本**
我电脑上之前出现了一次奇怪的版本问题,jenv 显示 JDK 版本为 1.8,但 Maven 显示 22.0.1,这两个版本不匹配,导致项目构建失败。

最后找到的解决方案是,jenv 有一个 Maven 插件,需要开启。
```
jenv enable-plugin maven
```
然后再次执行 `jenv global 1.8.0.412` 设置 JDK 版本,并且执行 `exec $SHELL` 刷新环境变量后,执行 `mvn -v` 查看 Maven 版本,发现已经匹配了。

### 二、Maven 配置文件大盘点
Maven 是基于 POM(Project Object Model) 进行的,项目的所有配置都会放在 pom.xml 文件中,包括项目的类型、名字,依赖关系,插件定制等等。
```
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.itwanger</groupId>
<artifactId>MavenDemo</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<name>MavenDemo</name>
</project>
```
- 第一行是XML头,指定了该xml文档的版本和编码方式。
- project 是根元素,声明了一些POM相关的命名空间及xsd元素。
- modelVersion指定了当前POM的版本,对于Maven 3来说,值只能是4.0.0。
- groupId定义了项目属于哪个组织,通常是组织域名的倒序,比如说我的域名是 itwanger.com,所以groupId就是 com.itwanger。
- artifactId定义了项目在组织中的唯一ID。
- version指定了项目当前的版本,SNAPSHOT意为快照,说明该项目还处于开发中。
- name 声明了一个对于用户更为友好的项目名称。
groupId、artifactId和version这三个元素定义了一个项目的基本坐标,在Maven的世界里,任何的jar和pom都是以基于这些坐标进行区分的。
```
<project>
...
<dependencies>
<dependency>
<groupId>实际项目</groupId>
<artifactId>模块</artifactId>
<version>版本</version>
<type>依赖类型</type>
<scope>依赖范围</scope>
<optional>依赖是否可选</optional>
<!—主要用于排除传递性依赖-->
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>…</groupId>
<artifactId>…</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<dependencies>
...
</project>
```
- dependencies 可以包含一个或者多个dependency元素,以声明一个或者多个项目依赖。
- grounpId、artifactId和version 组成了依赖的基本坐标。
- type 指定了依赖的类型,默认为 jar。
- scope 指定了依赖的范围(详情见下面**依赖范围**部分)。
- optional 标记了依赖是否是可选的(详情见下面**依赖可选**部分)。
- exclusions 用来排除传递性依赖(详情见下面**依赖排除**部分)。
**依赖范围**有以下几种:
- compile,默认的依赖范围,表示依赖需要参与当前项目的编译,后续的测试、运行周期也参与其中,是比较强的依赖。
- test,表示依赖仅仅参与测试相关的工作,包括测试代码的编译和运行。比较典型的如 junit。
- runntime,表示依赖无需参与到项目的编译,不过后期的测试和运行需要其参与其中。
- provided,表示打包的时候可以不用包进去,别的容器会提供。和 compile 相当,但是在打包阶段做了排除的动作。
- system,从参与程度上来说,和 provided 类似,但不通过 Maven 仓库解析,可能会造成构建的不可移植,要谨慎使用。

关于**传递性依赖**:
比如一个account-email项目为例,account-email有一个compile范围的spring-code依赖,spring-code有一个compile范围的commons-logging依赖,那么commons-logging就会成为account-email的compile的范围依赖,commons-logging是account-email的一个传递性依赖:

有了传递性依赖机制,在使用Spring Framework的时候就不用去考虑它依赖了什么,也不用担心引入多余的依赖。Maven会解析各个直接依赖的POM,将那些必要的间接依赖,以传递性依赖的形式引入到当前的项目中。
关于**依赖可选**:

项目中A依赖B,B依赖于X和Y,如果所有这三个的范围都是compile的话,那么X和Y就是A的compile范围的传递性依赖,但是如果我想X、Y不作为A的传递性依赖,不给它用的话,可以按照下面的方式配置可选依赖:
```
<project>
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.itwanger</groupId>
<artifactId>project-b</artifactId>
<version>1.0.0</version>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>mysql</groupId>
<artifactId>mysql-connector-java</artifactId>
<version>5.1.10</version>
<optional>true</optional>
</dependency>
<dependency>
<groupId>postgresql</groupId>
<artifactId>postgresql</groupId>
<version>8.4-701.jdbc3</version>
<optional>true</optional>
</dependency>
</dependencies>
</project>
```
关于**依赖排除**:
有时候你引入的依赖中包含你不想要的依赖包,你想引入自己想要的,这时候就要用到排除依赖了,比如下图中spring-boot-starter-web自带了logback这个日志包,我想引入log4j2的,所以我先排除掉logback的依赖包,再引入想要的包就行了。
```
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
<version>2.5.6</version>
<exclusions>
<exclusion>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-logging</artifactId>
</exclusion>
</exclusions>
</dependency>
<!-- 使用 log4j2 -->
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-log4j2</artifactId>
<version>2.5.6</version>
</dependency>
```
声明exclustion的时候只需要groupId和artifactId,不需要version元素,因为groupId和artifactId就能唯一定位某个依赖。
### 三、Maven 仓库
在 Maven 的术语中,仓库是一个位置(place),项目中依赖的第三方库以及插件(可统称为构件),都放在这里。所有的 Maven 项目都可以共享这个仓库,只需要根据依赖的坐标,就可以在需要的时候找到仓库中的依赖,并使用它们。
举个例子,项目中使用了分页插件的依赖:
```
<dependency>
<groupId>com.github.pagehelper</groupId>
<artifactId>pagehelper-spring-boot-starter</artifactId>
<version>1.1.0</version>
</dependency>
```
那么它对应的仓库路径是这样的:

仓库可以以下几种:

**1)本地仓库**
当Maven在执行编译或测试时,如果需要使用依赖文件,它总是基于坐标使用本地仓库的依赖文件。
默认情况下,不管是Window还是macOS,或者是 Linux,每个用户都会在自己的用户目录下有一个路径名为 `.m2/repository/` 的仓库目录。
如果你想自定义本地仓库目录地址,可以编辑文件`~/.m2/settings.xml`,设置localRepository元素的值为你想要的仓库地址,例如:
```
<localRepository>/path/to/local/repo</localRepository>
```
如果找不到 `~/.m2/settings.xml` 的话,可以到 Maven 的安装目录(前文提到的 **conf 目录**)下去拷贝。
**2)远程仓库**
默认情况下,本地仓库是被注释掉的,也就是空的,那么就必须得给 Maven 配置一个可用的远程仓库,否则 Maven 在 build(构建)的时候就无法去下载依赖。
**中央仓库**就是这样一个可用的远程仓库,里面包含了这个世界上绝大多数流行的开源 Java 类库,以及源码、作者信息、许可证信息等等。
不过,默认的中央仓库访问速度比较慢,通常我们会选择使用阿里的 Maven 远程仓库。
```
<repositories>
<repository>
<id>ali-maven</id>
<url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public</url>
<releases>
<enabled>true</enabled>
</releases>
<snapshots>
<enabled>true</enabled>
<updatePolicy>always</updatePolicy>
<checksumPolicy>fail</checksumPolicy>
</snapshots>
</repository>
</repositories>
```
- repositories 可以包含一个或者多个repository元素,以声明一个或者多个仓库。
- id,仓库声明的唯一id,需要注意的是,Maven自带的中央仓库使用的id为central,如果其他仓库也使用了该id,就会覆盖中央仓库的配置。
- url,指向了仓库的地址。
- releases和snapshots,用来控制Maven对于发布版构件和快照版构件的下载权限。
- enabled子元素为 true 时表示可以从仓库下载发布版构件和快照版构件。
- updatePolicy 子元素用来配置Maven从远处仓库检查更新的频率。
- 默认值是daily,表示每天检查一次;
- 可选值 never 表示从不检查;
- 可选值always表示每次构建时检查更新;
- 可选值interval表示每隔X分钟检查一次更新(X为任意整数)。
- checksumPolicy 子元素用来配置Maven检查校验的策略。在下载构件的时候,Maven会去校验,如果校验失败,
- 当checksumPolicy的值为默认的warn时,Maven会在执行构建时输出警告信息;
- 值为fail 时,Maven遇到校验错误就让构建失败;
- 值为ignore时,Maven将完全忽略校验。
搭建远程仓库的另外一个目的是**方便部署我们自己的项目构件至远程仓库供其他团队成员使用**,这时候需要配置distributionManagement元素:
```
<distributionManagement>
<repository>
<id>releases</id>
<name>public</name>
<url>http://59.50.95.66:8081/nexus/content/repositories/releases</url>
</repository>
<snapshotRepository>
<id>snapshots</id>
<name>Snapshots</name>
<url>http://59.50.95.66:8081/nexus/content/repositories/snapshots</url>
</snapshotRepository>
</distributionManagement>
```
- repository表示发布版本构件的仓库。
- snapshotRepository 表示快照版本(开发测试用)的仓库。
- 这两个元素都需要配置id、name和url,id为远程仓库的唯一标识,name是为了方便阅读,url表示仓库的地址。
配置好了以后运行命令 `mvn clean deploy`,Maven就会将项目部署到对应的远程仓库。项目是快照还是发布版本通过之前远程仓库配置项中的 releases 和 snapshots 来区分。
**3)仓库镜像**
如果仓库X可以提供仓库Y存储的所有内容,那么就可以认为X是Y的一个镜像。通常我们会在 settings.xml 文件中添加阿里云镜像:
```
<mirrors>
<mirror>
<id>alimaven</id>
<name>aliyun maven</name>
<url>http://maven.aliyun.com/nexus/content/groups/public/</url>
<mirrorOf>central</mirrorOf>
</mirror>
</mirrors>
```
通过 `https://developer.aliyun.com/mvn/search` 可以查看阿里云镜像 Maven 的地址
其中 mirrorOf 元素的可选项有:
- `<mirrorOf>*</mirrorOf>`,匹配所有远程仓库。
- `<mirrorOf>external:*</mirrorOf>`,匹配所有远程仓库,使用localhost的除外,使用 `file://` 协议的除外。也就是说,匹配所有不在本机上的远程仓库。
- `<mirrorOf>repo1,repo2</mirrorOf>`,匹配仓库repo1和repo2,使用逗号分隔多个远程仓库。
- `<mirrorOf>*,!repo1<mirrorOf>`,匹配所有远程仓库,repo1除外,使用感叹号将仓库从匹配中排除。
上例中 `<mirrorOf>central</mirrorOf>` 表示任何对于中央仓库的请求都会转至该镜像。
**4)私服**
私服是一种特殊的远程仓库,它架设在局域网内中,私服代理广域网上的远程仓库,供局域网内的Maven用户使用。当Maven需要下载构件的时候,先从私服请求,如果私服上不存在该构件,则从外部的远程仓库下载,并缓存到私服上。
私服有以下好处:
- 节省外网访问速度
- 加速Maven构建
- 提高稳定性,增强控制
- 降低中央仓库的负荷
**5)仓库服务搜索**
推荐 2 个提供仓库搜索服务的网站:
>* Sonatype Nexus:[https://repository.sonatype.org/](https://repository.sonatype.org/)
>* MVNrepository:[http://mvnrepository.com/](http://mvnrepository.com/)
### 四、使用 Maven
**1)Maven 常见命令**
- `mvn clean`:表示运行清理操作(会默认把target文件夹中的数据清理)。
- `mvn clean compile`:表示先运行清理之后运行编译,会将代码编译到target文件夹中。
- `mvn clean test`:运行清理和测试。
- `mvn clean package`:运行清理和打包。
- `mvn clean install`:运行清理和安装,会将打好的包安装到本地仓库中,以便其他的项目可以调用。
- `mvn clean deploy`:运行清理和发布(发布到私服上面)。
- `mvn help:effective-settings`:查看 Maven 的有效配置信息。
**2)Maven 常用 POM 属性**
- `${project.build.sourceDirectory}`:项目的主源码目录,默认为`src/main/java/`
- `${project.build.testSourceDirectory}`:项目的测试源码目录,默认为 `/src/test/java/`
- `${project.build.directory}`:项目构建输出目录,默认为 `target/`
- `${project.build.outputDirectory}`:项目主代码编译输出目录,默认为 `target/classes/`
- `${project.build.testOutputDirectory}`:项目测试代码编译输出目录,默认为 `target/testclasses/`
- `${project.groupId}`:项目的 groupId.
- `${project.artifactId}`:项目的 artifactId.
- `${project.version}`:项目的 version,于 `${version}` 等价
- `${project.build.finalName}`:项目打包输出文件的名称,默认为`${project.artifactId}${project.version}`
**3)Intellij IDEA 配置 Maven**

**4)Maven 常用插件**
插件是Maven的核心功能,它允许在多个项目中重用通用的构建逻辑。插件可用于:
- 创建jar文件,
- 创建war文件,
- 编译代码,
- 单元测试代码,
- 创建项目文档等。
常用的插件有:
- maven-antrun-plugin,让用户在 Maven 项目中运行 Ant 任务。用户可以直接在该插件的配置以 Ant 的方式编写 Target,然后交给该插件的 run 目标去执行。在一些由 Ant 往 Maven 迁移的项目中,该插件尤其有用。此外当你发现需要编写一些自定义程度很高的任务,同时又觉得 Maven 不够灵活时,也可以以 Ant 的方式实现之。maven-antrun-plugin 的 run 目标通常与生命周期绑定运行。
- maven-assembly-plugin,制作项目分发包,该分发包可能包含了项目的可执行文件、源代码、readme、平台脚本等等。maven-assembly-plugin 支持各种主流的格式如 zip、tar.gz、jar 和 war 等,具体打包哪些文件是高度可控的,例如用户可以按文件级别的粒度、文件集级别的粒度、模块级别的粒度、以及依赖级别的粒度控制打包,此外,包含和排除配置也是支持的。maven-assembly-plugin 要求用户使用一个名为assembly.xml的元数据文件来表述打包,它的 single 目标可以直接在命令行调用,也可以被绑定至生命周期。
- maven-help-plugin,一个小巧的辅助工具,最简单的help:system可以打印所有可用的环境变量和 Java 系统属性。help:effective-pom和help:effective-settings最为有用,它们分别打印项目的有效 POM 和有效 settings,有效 POM 是指合并了所有父 POM(包括 Super POM)后的 XML,当你不确定 POM 的某些信息从何而来时,就可以查看有效 POM。
- maven-javadoc-plugin,javadoc 插件,将源码的 javadoc 发布出去。
### 五、守护版 Maven,更快!
在 GitHub 上闲逛的时候,发现了一个新的项目:**maven-mvnd**,持续霸占 GitHub trending 榜单好几天了。

maven-mvnd,可以读作 Maven Daemon,译作 Maven 守护版,旨在为 Maven 提供更快的构建速度,灵感借鉴了 Gradle 和 Takari(Maven 生命周期优化器)。
>[https://github.com/apache/maven-mvnd](https://github.com/apache/maven-mvnd)
Maven 和 Gradle 可以说是项目构建工具中的绝代双骄,我自己的观点是:**Maven 不比 Gradle 好,Gradle 也不比 Maven 好**。

瞧我这该死的观点,足够的圆滑。
Maven 的优点是稳定可靠,在绝大多数的项目上工作良好,社区生态很完善,几乎所有的 Java 开发者都在用。Maven 的缺点是,对于大一点的项目来说,构建太慢了。
Gradle 的优点是足够的灵活,构建速度也会更快一点,因为使用了后台进程和缓存机制。Gradle 的缺点是版本迭代速度太快,社区跟不上,对于初学者来说,学习曲线比较陡峭。
mvnd 并不是 Maven 的重构版,**等于是 Maven ∩ (Gradle & Takari) 部分优点的一个交集**。
mvnd 使用了以下架构方式:
- 内部嵌入了 Maven,所以不需要单独安装 Maven。
- 使用守护进程进行构建,守护进程可以为多个 mvnd 客户端的连续请求提供服务。
- 使用了内置的 [GraalVM](https://www.graalvm.org/reference-manual/native-image/) 虚拟机,和传统的 Java 虚拟机相比,它的启动速度更快,使用内存更少,内部的 JIT 编译器在编译时花费的时间也更少。
- 如果已有的守护进程都在工作中,则可以新建多个守护进程来支撑新的构建请求。
这种架构方式使得 mvnd 的性能优势得到了进一步提升。
好,我们来简单尝试下。
mvnd 像 Maven 一样,可以跨平台,支持 Windows、macOS和 Linux。自动化安装的命令也非常简单,如下所示:
```
# Windows
choco install mvndaemon
# Linux
sdk install mvnd
# macOS
brew install mvndaemon/homebrew-mvnd/mvnd
```
为了方便演示,我这里采用手动安装的方式,速度也会更快一点。
通过下面的网址下载 mvnd 的 release 版本:
>[https://github.com/apache/maven-mvnd/releases](https://github.com/apache/maven-mvnd/releases)

下载完成后解压,然后把 bin 目录添加到 PATH 路径下。
在终端执行 `mvnd -v` 就可以查看到 mvnd 的配置信息了。

如果出现类似下面这样的错误,未找到 JAVA_HOME,可以按照提示在对应的文件中追加 java.home 属性,也就是 JDK 的安装路径。

刚好之前搭建了一个Spring Boot 项目,我们可以拿 Maven 和 mvnd 来对比一下构建速度。
先执行 `mvn clean package` 命令,一共花费的时间是 5.318 秒。

再执行 `mvnd clean package` 命令,一共花费的时间是 3.225 秒。

反复多测试几次,发现 mvnd 确实比 Maven 要快上许多!Maven 维持在 5 秒多,mvnd 维持在 3 秒左右。
当然了,我本地这个 Spring Boot 项目本身非常简单,如果是构建时间更长一点的项目,mvnd 的优势会更大。
感受一下 mvnd 在一个 24 核电脑上执行的样子吧,简直就是效率神器!

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参考链接:
>- 嘟嘟MD:[http://tengj.top/2018/01/01/maven/](http://tengj.top/2018/01/01/maven/)
>- 杭建:《Java 工程师修炼之道》
>- 许晓斌:[https://www.infoq.cn/article/2011/04/xxb-maven-7-plugin](https://www.infoq.cn/article/2011/04/xxb-maven-7-plugin)
希望大家能在阅读完本篇文章后对 Maven 有一个初步的了解和掌握,并将这些技能在项目的实战中加以练习,以达到项目工程化的要求。
